KR101153447B1 - Stiffness Generation Apparatus Using Magnetorheological Fluid on Reaction upon External Force and Apparatus Providing Passive Haptic Feedback Using the Same - Google Patents

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KR101153447B1
KR101153447B1 KR1020100049402A KR20100049402A KR101153447B1 KR 101153447 B1 KR101153447 B1 KR 101153447B1 KR 1020100049402 A KR1020100049402 A KR 1020100049402A KR 20100049402 A KR20100049402 A KR 20100049402A KR 101153447 B1 KR101153447 B1 KR 101153447B1
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권동수
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구정회
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한국과학기술원
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    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith

Abstract

본 발명은 외력에 대하여 저항력인 압축저항력, 유동저항력 및 전단력이 종합적으로 작용할 수 있도록 다중 모드의 저항력을 피스톤 및 요크를 통해 실현하고 이를 자기장인가수단을 통해 조절함으로써 다양한 세기의 댐핑력 내지 강성을 구현할 수 있어 정밀한 제어가 가능한 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치 및 그를 이용한 햅틱제공장치에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치는, 상부가 개방된 통 형상으로 형성되고, 결합홀이 형성되며, 자기유변유체를 수용하는 하우징; 하우징 상부에 구비되어 외력이 작용하는 접촉판; 연결봉 부재를 통해 접촉판과 연결되어 하우징 내에서 일방향으로 왕복하도록 수용되고 하단에 저면 홈이 형성된 피스톤; 접촉판과 피스톤 사이에 배치되어 하우징의 개방된 상부를 덮는 커버; 피스톤 저면 홈 하부에 배치되며, 하측면에 하우징의 결합홀에 결합되는 요크 봉 부재가 형성된 요크; 요크 봉 부재 외주면의 요크 하부에 설치되어 자기유변유체에 자기장을 인가하는 자기장인가수단; 및 요크와 자기장인가수단을 내주면에 수용하며, 접촉판으로부터의 외력의 세기에 기초하여 접촉판에 탄성력을 제공하도록 피스톤 하측면에 위치되는 탄성제공수단;을 포함하여 자기유변유체의 점성을 자기장의 조절을 통해 변화시킴으로써 외력에 대한 저항력인 강성을 발생한다.The present invention realizes a multi-modal resistance through the piston and the yoke and adjusts it through the magnetic field applying means so that the compressive resistance, the flow resistance and the shear force, which are resistance to external forces, can be combined to realize the damping force or the rigidity of various strengths. The present invention relates to an external force response stiffness generating device using a magnetorheological fluid capable of precise control and a haptic providing device using the same. Such an external force reaction type stiffness generating device using the magnetorheological fluid, the housing is formed in the upper open cylindrical shape, the coupling hole is formed, the housing for receiving the magnetorheological fluid; A contact plate provided at an upper portion of the housing to which an external force acts; A piston connected to the contact plate through the connecting rod member to be reciprocated in one direction in the housing and having a bottom groove formed at a bottom thereof; A cover disposed between the contact plate and the piston to cover the open top of the housing; A yoke disposed under the piston bottom groove and having a yoke rod member coupled to a coupling hole of the housing at a lower side thereof; Magnetic field applying means provided at a lower portion of the yoke of the outer circumferential surface of the yoke rod member to apply a magnetic field to the magnetorheological fluid; And an elastic providing means for receiving the yoke and the magnetic field applying means on the inner circumferential surface, the elastic providing means positioned on the lower side of the piston to provide the elastic force to the contact plate based on the strength of the external force from the contact plate. By changing it through regulation, it generates stiffness, resistance to external forces.

Description

자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치 및 그를 이용한 햅틱제공장치{Stiffness Generation Apparatus Using Magnetorheological Fluid on Reaction upon External Force and Apparatus Providing Passive Haptic Feedback Using the Same} Stiffness Generation Apparatus Using Magnetorheological Fluid on Reaction upon External Force and Apparatus Providing Passive Haptic Feedback Using the Same}

본 발명은 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외력에 대하여 저항력인 압축저항력, 유동저항력 및 전단력이 종합적으로 작용할 수 있도록 다중 모드의 저항력을 피스톤 및 요크를 통해 실현하고 이를 자기장인가수단을 통해 조절함으로써 다양한 세기의 댐핑력 내지 강성을 구현할 수 있고, 하우징, 피스톤 및 요크를 강자성체로 형성함으로 인해 자기장인가수단에 의해 발생하는 자기장의 세기가 증대되고 자기장이 균일하게 형성됨에 따라 정밀한 제어가 가능한 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치 및 그를 이용한 햅틱제공장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an external force-responsive stiffness generator using magnetorheological fluid, and more specifically, to a multi-mode resistance force through a piston and a yoke so that the compressive resistance, the flow resistance, and the shear force, which are resistant to external forces, can be combined. By realizing and adjusting it through the magnetic field applying means, the damping force or the rigidity of various strength can be realized, and the strength of the magnetic field generated by the magnetic field applying means is increased and the magnetic field is made uniform by forming the housing, the piston and the yoke as ferromagnetic materials. The present invention relates to an external force response stiffness generating device using a magnetorheological fluid capable of precise control as formed, and a haptic providing device using the same.

근래에는 휴대단말기의 터치스크린에 햅틱 피드백을 제공하기 위해 소형의 햅틱제공장치의 개발이 활발히 이루어지고 있다. 여기서 햅틱(haptic)이란 물체를 만질 때, 사람의 손가락 끝으로 느낄 수 있는 촉각적 감각으로, 피부가 물체 표면에 닿아서 느끼는 촉감 피드백(Tactile feedback)과, 관절과 근육의 움직임이 방해될 때 느껴지는 근감각 힘 피드백(Kinesthetic force feedback)을 포괄한다. 이러한 햅틱 피드백을 실현하기 위해 지금까지는 모터와 링크 메커니즘을 이용한 메카트로닉스 장비 등이 사용되었다. 그러나 이러한 기계적인 햅틱제공장치는 무게가 많이 나가고, 복잡한 링크 구조를 가질 뿐만 아니라 소형화가 어렵고, 관성으로 인한 신속한 응답 속도를 실현하기 어려웠다.Recently, in order to provide haptic feedback to a touch screen of a mobile terminal, development of a small haptic providing device has been actively made. Here, haptic is a tactile sensation that can be felt with the fingertips of a person when touching an object, tactile feedback that the skin touches the surface of the object, and when the movement of joints and muscles is disturbed. Includes Kinesthetic Force Feedback. To achieve this haptic feedback, mechatronics equipment using motors and link mechanisms has been used. However, such a mechanical haptic providing device is very heavy, has a complicated link structure, difficult to miniaturize, and difficult to realize a quick response speed due to inertia.

이를 극복하기 위해 자기유변유체 또는 전기유변유체를 이용한 강성발생장치가 개발되었다. 그러나 이러한 유변유체의 점성변화에 따른 저항력에 기인하여 필요한 만큼의 강성을 실현하기 어려웠다. 그리고 많은 양의 유변유체 전체의 점성을 변화시키기 위해서는 강한 전기장이나 자기장을 필요로 하기 때문에 소형화 및 저전력 소모를 실현하는 데 있어 한계가 있었다. 또한, 종래 강성발생장치는 다양한 세기의 외력에 대응한 저항력으로서의 강성을 실현하기 위해 별도의 힘센서가 필요했다. 그러나, 이는 별도의 전력을 필요로 하고 배선이 복잡해지며 소형화 추세에 반하는 문제점이 있었다. 이러한 당면한 문제점에도 불구하고 저전력으로 큰 강성을 구현할 수 있고, 소형화가 가능하며, 힘센서가 구비된 강성발생장치의 개발은 여전한 과제로 되고 있다.In order to overcome this problem, a stiffness generator using magnetorheological or electrorheological fluids has been developed. However, due to the resistance due to the change in viscosity of the rheological fluid it was difficult to realize the stiffness as necessary. In addition, there is a limit in realizing miniaturization and low power consumption because a strong electric or magnetic field is required to change the viscosity of a large amount of the entire rheological fluid. In addition, the conventional stiffness generating device required a separate force sensor to realize the rigidity as a resistance force corresponding to external forces of various intensities. However, this requires a separate power, the wiring becomes complicated, and there is a problem against the miniaturization trend. Despite these problems, it is possible to realize great rigidity with low power, to be miniaturized, and to develop a stiffness generating device equipped with a force sensor.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 외력에 대한 저항력인 압축저항력, 유동저항력 및 전단력이 종합적으로 작용할 수 있도록 다중 모드의 저항력을 피스톤 및 요크를 통해 실현하고 이를 자기장인가수단을 통해 조절함으로써 다양한 세기의 댐핑력 내지 강성을 구현할 수 있는 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치 및 그를 이용한 햅틱제공장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention is to solve all the disadvantages and problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a multi-mode resistance piston so that the compressive resistance, flow resistance and shear force, which are resistance to external forces And an external force-responsive stiffness generating device using a magnetorheological fluid that can realize damping force or stiffness of various intensities by realizing it through yoke and adjusting it through a magnetic field applying means, and a haptic providing device using the same.

또한, 본 발명의 다른 목적은 하우징, 피스톤 및 요크를 강자성체로 형성함으로 인해 자기장인가수단에 의해 발생하는 자기장의 세기가 증대되고 자기장이 균일하게 형성됨에 따라 정밀한 제어가 가능한 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치 및 그를 이용한 햅틱제공장치를 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to form a housing, a piston and a yoke as a ferromagnetic material, the strength of the magnetic field generated by the magnetic field applying means is increased and the external force reaction using a magnetorheological fluid capable of precise control as the magnetic field is uniformly formed A stiffness generating device and a haptic providing device using the same are provided.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 별도의 힘센서를 구비하지 않고도 외력의 세기에 대응한 햅틱 피드백을 제공할 수 있게 됨에 따라 강성발생장치의 소형화에 기여할 수 있고 저전력을 구현할 수 있는 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치 및 그를 이용한 햅틱제공장치를 제공하는 데 있다.
In addition, another object of the present invention is to provide a haptic feedback corresponding to the strength of the external force without having a separate force sensor, which can contribute to the miniaturization of the stiffness generating device and implement a magnetorheological fluid that can implement low power The present invention provides an external force-responsive stiffness generating device and a haptic providing device using the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상부가 개방된 통 형상으로 형성되고, 결합홀이 형성되며, 자기유변유체를 수용하는 하우징; 하우징 상부에 구비되어 외력이 작용하는 접촉판; 연결봉 부재를 통해 접촉판과 연결되어 하우징 내에서 일방향으로 왕복하도록 수용되고 하단에 저면 홈이 형성된 피스톤; 접촉판과 피스톤 사이에 배치되어 하우징의 개방된 상부를 덮는 커버; 피스톤 저면 홈 하부에 배치되며, 하측면에 하우징의 결합홀에 결합되는 요크 봉 부재가 형성된 요크; 요크 봉 부재 외주면의 요크 하부에 설치되어 자기유변유체에 자기장을 인가하는 자기장인가수단; 및 요크와 자기장인가수단을 내주면에 수용하며, 접촉판으로부터의 외력의 세기에 기초하여 접촉판에 탄성력을 제공하도록 피스톤 하측면에 위치되는 탄성제공수단;을 포함하여 자기유변유체의 점성을 자기장의 조절을 통해 변화시킴으로써 외력에 대한 저항력인 강성을 발생하는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치를 제공한다.
The present invention for achieving the above object, the upper portion is formed in a cylindrical shape, the coupling hole is formed, the housing for receiving the magnetorheological fluid; A contact plate provided at an upper portion of the housing to which an external force acts; A piston connected to the contact plate through the connecting rod member to be reciprocated in one direction in the housing and having a bottom groove formed at a bottom thereof; A cover disposed between the contact plate and the piston to cover the open top of the housing; A yoke disposed under the piston bottom groove and having a yoke rod member coupled to a coupling hole of the housing at a lower side thereof; Magnetic field applying means provided at a lower portion of the yoke of the outer circumferential surface of the yoke rod member to apply a magnetic field to the magnetorheological fluid; And an elastic providing means for receiving the yoke and the magnetic field applying means on the inner circumferential surface, the elastic providing means positioned on the lower side of the piston to provide the elastic force to the contact plate based on the strength of the external force from the contact plate. It provides an external force-responsive stiffness generating device using a magnetorheological fluid, characterized by generating a stiffness that is resistant to external forces by changing through regulation.

여기서, 자기장인가수단은 요크의 요크 봉 부재에 의해 하우징에 고정됨이 바람직하다.
Here, the magnetic field applying means is preferably fixed to the housing by the yoke rod member of the yoke.

그리고, 피스톤은 일방향으로 왕복 시 피스톤 저면 홈이 자기장인가수단을 감싸면서 왕복하는 것이 바람직하다.
And, when the piston is reciprocating in one direction, the piston bottom groove is preferably reciprocating while wrapping the magnetic field applying means.

또한, 커버는 접촉판과 피스톤을 연결하며, 자기유변유체가 흘러나오는 것을 방지하기 위한 슬라이딩 공차를 갖는 관통 홀이 더 구성된 것이 바람직하다.
In addition, the cover connects the contact plate and the piston, and it is preferable that a through hole having a sliding tolerance for preventing the magnetorheological fluid from flowing out.

한편, 피스톤은 왕복 방향으로 다수의 유동홈과 다수의 피스톤 편이 교번되게 형성됨이 바람직하다.
On the other hand, the piston is preferably formed by alternating a plurality of flow grooves and a plurality of piston pieces in the reciprocating direction.

여기서, 피스톤 부재의 연결봉 부재는 하우징 직경의 1/15 내지 1/25로 구성됨이 바람직하다.
Here, the connecting rod member of the piston member is preferably composed of 1/15 to 1/25 of the housing diameter.

그리고, 하우징, 피스톤 및 요크의 재질은 강자성체인 것이 바람직하다.
The housing, the piston and the yoke are preferably made of ferromagnetic material.

또한, 자기장인가수단은 요크 봉 부재에 의해 하우징내에 고정됨이 바람직하다.
Further, the magnetic field applying means is preferably fixed in the housing by the yoke rod member.

한편, 피스톤의 상측면에는 자기유변유체의 점성에 의해 커버의 하측면과 피스톤의 상측면이 붙지 않도록 걸림돌기가 형성되고, 요크의 상측면에는 피스톤의 저면과 요크의 상측면이 붙지 않도록 걸림돌기환이 형성된 것이 바람직하다.
On the other hand, a locking projection is formed on the upper side of the piston to prevent the lower side of the cover and the upper side of the piston from sticking due to the viscosity of the magnetorheological fluid, and the locking protrusion ring is disposed on the upper side of the yoke so that the bottom of the piston and the upper side of the yoke do not stick. It is preferable that it is formed.

그리고, 외력 반응형 강성발생장치는 외부에서 가해지는 충격에 대응한 강성을 발현하는 댐퍼로 이용됨이 바람직하다.
In addition, the external force response stiffness generating device is preferably used as a damper expressing the rigidity corresponding to the impact applied from the outside.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 외력 반응형 강성발생장치를 복수 개로 배열하고, 복수 개로 배열된 외력 반응형 강성발생장치의 자기장인가수단에 제공되는 전원을 제어하기 위해 제어수단을 포함하여 사용자가 누르는 외력에 대응한 햅틱 피드백을 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 햅틱제공장치를 제공한다.In addition, to achieve the above object, the present invention includes a control means for arranging a plurality of external force response stiffness generating apparatus, and controlling the power supplied to the magnetic field applying means of the plurality of external force response stiffness generating apparatus It provides a haptic providing device characterized in that to provide the user with haptic feedback corresponding to the external force pressed by the user.

여기서, 햅틱제공장치가 터치패드 하부에 구비되어 사용자가 누르는 외력에 대응한 햅틱 피드백을 사용자에게 제공하는 사용자입력장치로 구현됨이 바람직하다.
Here, the haptic providing device is preferably provided under the touch pad to be implemented as a user input device for providing the user with haptic feedback corresponding to an external force pressed by the user.

그리고, 햅틱제공장치가 터치스크린 하부에 구비되어 사용자가 누르는 외력에 대응한 햅틱 피드백을 사용자에게 디스플레이장치로 구현됨이 바람직하다.
In addition, it is preferable that the haptic providing device is provided under the touch screen so that the haptic feedback corresponding to the external force pressed by the user is implemented as a display device to the user.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention has the following effects.

첫째, 외력에 대한 저항력인 압축저항력, 유동저항력 및 전단력이 종합적으로 작용할 수 있도록 다중 모드의 저항력을 피스톤 및 요크를 통해 실현하고 이를 자기장인가수단을 통해 조절함으로써 다양한 세기의 댐핑력 내지 강성을 구현할 수 있다.First, the multi-mode resistance can be realized through piston and yoke to control the compressive, flow and shear forces, which are resistance to external forces, and can be controlled through magnetic field application means to achieve various strengths of damping or rigidity. have.

둘째, 하우징, 피스톤 및 요크를 강자성체로 형성함으로 인해 자기장인가수단에 의해 발생하는 자기장의 세기가 증대되고 자기장이 균일하게 형성됨에 따라 정밀한 제어가 가능하다.Second, since the strength of the magnetic field generated by the magnetic field applying means is increased by forming the housing, the piston, and the yoke as a ferromagnetic material, precise control is possible.

셋째, 별도의 힘센서를 구비하지 않고도 외력의 세기에 대응한 햅틱 피드백을 제공할 수 있게 됨에 따라 강성발생장치의 소형화에 기여할 수 있고 저전력을 구현할 수 있는 효과가 있다.Third, the haptic feedback corresponding to the strength of the external force can be provided without providing a separate force sensor, thereby contributing to the miniaturization of the stiffness generating device and implementing low power.

도 1은 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치의 분해사시도,
도 2는 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치의 사시도,
도 3은 도 2의 A-A' 단면도,
도 4는 도 1에 나타낸 강성발생장치 중 피스톤의 저면 사시도,
도 5는 도 3에 나타낸 외력 반응형 강성발생장치의 피스톤에서의 자력 경로를 설명하기 위한 도면,
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치에 외력이 작용한 경우의 작동상태도,
도 8은 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치의 자력 경로를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치가 카메라의 셔터장치로 이용된 경우를 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 원격 진단용 장치로 이용된 경우를 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 키보드에 이용된 경우를 설명하기 위한 도면,
도 12 및 도 13은 도 11에 나타낸 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 키보드에 이용된 경우의 서로 다른 저항력에 따른 클릭감을 설명하기 위한 그래프,
도 14는 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 조이스틱 버튼 장치로 이용된 경우를 설명하기 위한 도면,
도 15는 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 휴대폰의 디스플레이장치로 이용된 경우의 사시도,
도 16은 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 초소형 이동체에 적용된 상태를 설명하기 위한 사시도이다.1 is an exploded perspective view of an external force response stiffness generating device according to the present invention,
2 is a perspective view of an external force response stiffness generating device according to the present invention;
3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2;
4 is a bottom perspective view of the piston of the rigidity generating device shown in FIG.
5 is a view for explaining a magnetic force path in the piston of the external force response type rigidity generating device shown in FIG.
6 and 7 is an operating state when the external force acts on the external force response stiffness generating apparatus according to the present invention,
8 is a view for explaining a magnetic path of the external force response stiffness generating apparatus according to the present invention,
9 is a view for explaining the case where the external force response type rigidity generating device according to the present invention is used as a shutter device of the camera,
10 is a view for explaining the case that the haptic providing device using the external force response stiffness generating apparatus according to the present invention is used as a remote diagnostic device,
11 is a view for explaining the case that the haptic providing device using the external force response stiffness generating apparatus according to the present invention used in the keyboard,
12 and 13 are graphs for explaining a click feeling according to different resistance forces when the haptic providing device using the external force response type stiffness generator shown in FIG. 11 is used in a keyboard;
14 is a view for explaining the case that the haptic providing device using the external force response stiffness generating device according to the present invention is used as a joystick button device,
15 is a perspective view of a case where a haptic providing device using an external force response stiffness generating device according to the present invention is used as a display device of a mobile phone,
FIG. 16 is a perspective view illustrating a state in which a haptic providing device using an external force response stiffness generating device according to the present invention is applied to an ultra-small moving object.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 발명의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 발명을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
In addition, although the term used in the present invention is selected as a general term that is widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, since the meaning is described in detail in the description of the relevant invention, It is to be understood that the present invention should be grasped as a meaning of a term that is not a name of the present invention. Further, in describing the embodiments, descriptions of technical contents which are well known in the technical field to which the present invention belongs and which are not directly related to the present invention will be omitted. This is for the sake of clarity of the present invention without omitting the unnecessary explanation.

도 1은 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치의 결합사시도이며, 도 3은 도 2의 단면도이고, 도 4는 도 1에 나타낸 강성발생장치 중 피스톤의 저면 사시도이다. 1 is an exploded perspective view of an external force response stiffness generating apparatus according to the present invention, Figure 2 is a combined perspective view of the external force response stiffness generating apparatus according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of Figure 2, Figure 4 Bottom perspective view of the piston among the rigidity generators shown in FIG.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치(100)는 접촉판(10), 커버(20), 피스톤(30), 자기유변유체(40), 요크(50), 자기장인가수단(60), 탄성제공수단(70) 및 하우징(80) 등을 포함하여 이루어진다.As shown in Figures 1 to 3, the external force reaction type rigidity generating apparatus 100 according to the present invention is a contact plate 10, cover 20, piston 30, magnetorheological fluid 40, yoke ( 50), the magnetic field applying means 60, the elastic providing means 70 and the housing 80 and the like.

우선, 하우징(80)은 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치(100)의 몸체를 이루는 것으로, 내부에는 피스톤(30), 자기유변유체(40), 요크(50), 자기장 인가 수단(60) 및 탄성제공수단(70)을 수용할 수 있는 하우징 홈(82)이 구비되고, 그 상부는 개방된 통 형상으로 제작된다. 또한, 하우징(80) 하부에는 요크(50)의 요크 봉 부재(52)가 결합되는 요크 봉 부재 결합 홀(84)이 구성된다. 이러한, 하우징(80)은 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치(100)의 사용 목적 및 용도에 따라 하우징(80)의 길이방향을 기준으로 횡단면을 다양한 형상으로 변형할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 이러한 하우징(80)의 크기를 10mm×10mm×17.5mm 이하의 작은 크기로 제작하며, 하우징(80)의 재질은 합성수지제 또는 강자성체 중 하나로 구성할 수 있다. 여기서, 강자성체로 구성하는 경우 철, 코발트 및 니켈 또는 이들의 합금 등의 금속제를 사용할 수 있다.
First, the housing 80 forms the body of the external force response stiffness generating device 100 according to the present invention, and the piston 30, the magnetorheological fluid 40, the yoke 50, the magnetic field applying means 60 therein. ) And a housing groove 82 capable of accommodating the elastic providing means 70, the upper portion of which is manufactured in an open cylindrical shape. In addition, the lower portion of the housing 80 is configured with a yoke rod member engaging hole 84 to which the yoke rod member 52 of the yoke 50 is coupled. Such, the housing 80 may be modified in a variety of shapes in the cross section based on the longitudinal direction of the housing 80 according to the purpose and use of the external force response stiffness generating device 100 according to the present invention. In the embodiment of the present invention, the size of the housing 80 is manufactured to a small size of 10 mm x 10 mm x 17.5 mm or less, and the material of the housing 80 may be made of one of synthetic resins or ferromagnetic materials. Here, in the case of the ferromagnetic material, metals such as iron, cobalt and nickel or alloys thereof may be used.

그리고, 접촉판(10)은 판 형상으로 그 하부면 중심영역에는 피스톤(30)의 연결봉 부재(36)가 연결되는 연결홈(12)이 형성되어, 접촉판(10)과 수직인 방향으로 가해지는 외력을 피스톤(30)으로 전달한다. 이러한 접촉판(10)은 외력을 피스톤(30)에 전달할 수 있는 형상이라면, 사용양태에 따라 어떠한 형상으로도 변형가능하다.
In addition, the contact plate 10 has a plate shape, and a connecting groove 12 to which the connecting rod member 36 of the piston 30 is connected is formed in the center region of the lower surface thereof, and is applied in a direction perpendicular to the contact plate 10. Losing external force transmits to the piston (30). If the contact plate 10 is a shape capable of transmitting external force to the piston 30, it can be modified into any shape according to the usage.

또한, 커버(20)는 하우징(80)과 접촉판(10) 사이에 형성되며, 하우징(80)의 개방면에 결합된다. 이때, 접촉판(10)의 연결홈(12)과 피스톤(30)의 연결봉 부재(36)가 상호 연결될 수 있도록 커버(20)의 중심영역에는 커버 관통 홀(22)이 형성된다. 이러한 커버 관통 홀(22)의 직경은 연결봉 부재(36)가 접촉판(10)의 연결홈(12)에 연결된 후 후술하는 자기유변유체(40)의 자기유변유체(40)가 흘러나오지 않으면서 슬라이딩이 가능한 공차를 갖도록 형성된다. 이와 같은 공차는 자기유변유체(40)의 입자크기에 따라 다양한 실험에 의해 조절할 수 있다. 한편, 커버(20)는 자력차폐물질(일명, 반자성물질) 예로써, 합성수지제 등으로 구성될 수 있다.
In addition, the cover 20 is formed between the housing 80 and the contact plate 10 and is coupled to the open surface of the housing 80. At this time, the cover through hole 22 is formed in the central region of the cover 20 so that the connecting groove 12 of the contact plate 10 and the connecting rod member 36 of the piston 30 can be connected to each other. The diameter of the cover through hole 22 is that the magnetorheological fluid 40 of the magnetorheological fluid 40 to be described later does not flow after the connecting rod member 36 is connected to the connection groove 12 of the contact plate 10. It is formed to have a sliding tolerance. Such a tolerance can be adjusted by various experiments according to the particle size of the magnetorheological fluid 40. On the other hand, the cover 20 is a magnetic shielding material (aka, diamagnetic material), for example, may be composed of a synthetic resin.

한편, 피스톤(30)은 수직한 방향으로 다수의 유동홈(32)과 다수의 피스톤 편(34)이 교번되어 형성되고, 접촉판(10) 방향으로 수직하게 형성된 연결봉 부재(36) 및 연결봉 부재(36) 하측면을 소정높이 둘러싸도록 형성된 걸림 돌기(38)로 구성된다. 한편, 피스톤(30)의 하부는 도 4에 나타낸 바와 같이 하부에 요크(50) 및 자기장인가수단(60)을 수용할 수 있는 피스톤 저면 홈(39)이 형성된다. 여기서, 피스톤(30)의 피스톤 편(34)은 4개로 도시하였으나, 2개 이상으로 구성될 수 있다. 또한, 유동홈(36)의 폭 및 개수 역시 실현하고자 하는 강성의 크기 및 범위에 따라 변경가능하다.
On the other hand, the piston 30 is formed by alternating the plurality of flow grooves 32 and the plurality of piston pieces 34 in the vertical direction, the connecting rod member 36 and the connecting rod member formed vertically in the direction of the contact plate 10 (36) A locking projection 38 is formed so as to surround the lower side by a predetermined height. On the other hand, as shown in FIG. 4, the lower portion of the piston 30 has a piston bottom groove 39 formed therein for accommodating the yoke 50 and the magnetic field applying means 60. Here, although the piston piece 34 of the piston 30 is illustrated as four, it may be composed of two or more. In addition, the width and number of the flow grooves 36 may also be changed depending on the size and range of rigidity to be realized.

그리고, 자기유변유체(40)는 외부에서 부가하는 자기장의 세기에 따라 가역적으로 유체의 점도 특성이 변화하는 물질로서, 지능재료(intelligent material) 중의 하나이다. 구체적으로는 자기유변유체는 미네랄 오일, 합성탄화수소, 물, 실리콘 오일, 에스테르화 지방산 등의 분산매체에 직경이 수 내지 수십 마이크론의 미세입자의 철이나 니켈, 코발트 및 이들의 자성합금 등이 분산된 비콜로이드 현탁액을 말한다. 자기유변유체는 자기장을 인가함에 따라 유체의 점도 특성 등 유동특성의 변화폭이 크고, 내구성이 우수하다. 뿐만 아니라 오염물에 대해 상대적으로 덜 민감하고, 자기장에 대한 응답속도가 매우 빠르고, 가역적이다. 이 때문에, 자동차의 클러치, 엔진마운트, 댐퍼 등 진동제어장치, 고층건물 내진장치, 로보틱 시스템(robotic system)의 구동장치 등 여러 산업분야에 적용 가능성이 높은 것으로 평가된다. 또한, 자기유변유체는 자기장이 가해지지 않을 때에는 뉴튼 유체의 성질을 나타낸다. 하지만, 자기장이 가해지면 분산입자가 쌍극자를 형성하여 인가된 자기장과 평행한 방향으로 섬유구조를 형성하고, 이 섬유구조가 점도를 증가시켜 유체의 흐름을 방해하는 전단력이나 유동에 대한 저항력을 가져서 동적 항복응력을 크게 증가시킨다.　이때의 항복응력(yield stress)은 자기장의 세기에 따라 증가한다. 이와 같은 자기유변유체(40)는 하우징(80) 내부에 가득차 있다. 한편, 자기유변유체는 비압축성 유체로써 부피변화가 거의 없다. 따라서, 일반적인 대형 댐퍼의 경우 레저부아가 필요하지만, 마이크로 댐퍼의 경우에는 피스톤 연결봉 부재(36)의 직경을 최소화하는 경우 레저부아(reservoir)를 없앨 수 있다. 이를 위하여 피스톤 연결용 부재(36)의 직경은 하우징(80) 직경의 1/15 내지 1/25 이하로 형성함이 바람직하다.
In addition, the magnetorheological fluid 40 is a material in which the viscosity characteristic of the fluid is reversibly changed according to the strength of an externally added magnetic field, and is one of intelligent materials. Specifically, the magnetorheological fluid is obtained by dispersing iron, nickel, cobalt, and magnetic alloys of fine particles of several to several tens of microns in diameter in a dispersion medium such as mineral oil, synthetic hydrocarbon, water, silicone oil, and esterified fatty acid. Refers to a non-colloidal suspension. The magnetorheological fluid has a large variation in the flow characteristics such as the viscosity characteristic of the fluid as the magnetic field is applied, and has excellent durability. In addition, they are relatively less sensitive to contaminants, have very fast response to magnetic fields, and are reversible. For this reason, it is evaluated that it is highly applicable to various industrial fields such as vibration control devices such as clutches of automobiles, engine mounts, dampers, high-rise seismic devices, and driving devices of robotic systems. In addition, magnetorheological fluids exhibit the properties of Newtonian fluids when no magnetic field is applied. However, when a magnetic field is applied, the dispersed particles form a dipole to form a fibrous structure in a direction parallel to the applied magnetic field, and the fibrous structure increases the viscosity and thus has a shear force or a resistance to flow that interferes with the flow of the fluid. Yield stress is greatly increased. Yield stress at this time increases with the strength of the magnetic field. The magnetorheological fluid 40 is filled inside the housing 80. On the other hand, magnetorheological fluids are incompressible fluids and have almost no volume change. Therefore, in the case of a general large damper, a leisure bore is required, but in the case of a micro damper, when the diameter of the piston connecting rod member 36 is minimized, the reservoir can be eliminated. For this purpose, the diameter of the piston connection member 36 is preferably formed to be 1/15 to 1/25 or less of the diameter of the housing 80.

또한, 요크(50)은 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 하부에는 소정길이의 요크 봉 부재(52)가 형성되고, 상부에는 상부 외주면을 따라 걸림돌기환(54)이 형성된다. 이러한, 요크(50)는 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치(100)의 강성을 증대시키고 자기장의 자력 방향을 유도한다. 여기서, 요크(50)의 상부면 직경(또는 가로 및 세로)은 피스톤(30)의 유동 홈(32) 형성부분의 피스톤 저면 홈(39)의 내경(또는 가로 및 세로)에 비하여 상대적으로 작게 형성하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 자기유변유체(40)가 요크(50)와 피스톤(30)의 피스톤 저면 홈(39) 사이를 드나들 수 있다.1 and 3, the yoke rod member 52 having a predetermined length is formed at the lower portion thereof, and the engaging protrusion ring 54 is formed at the upper portion thereof along the upper outer circumferential surface thereof. The yoke 50 increases the stiffness of the external force response stiffness generating device 100 according to the present invention and induces a magnetic field direction of the magnetic field. Here, the diameter (or width and length) of the upper surface of the yoke 50 is formed relatively smaller than the inner diameter (or width and length) of the piston bottom groove 39 of the flow groove 32 forming portion of the piston 30. It is desirable to. As a result, the magnetorheological fluid 40 may enter and exit between the yoke 50 and the piston bottom groove 39 of the piston 30.

한편, 요크(50)의 재질은 하우징(80) 및 피스톤(30)의 재질과 동일한 합성수지제 또는 강자성체인 철, 코발트, 니켈, 이들의 합금 등의 금속제를 사용할 수 있다. 이렇게, 요크(50), 하우징(80) 및 피스톤(30)의 재질이 강자성체인 철, 코발트, 니켈, 그 합금 등의 금속제로 이루어진 경우, 후술할 자기장인가수단(60)에 의해 발생한 자기장은 자력의 방향이 일정하게 유도될 뿐만 아니라 자력의 손실이 방지된다. 또한, 요크(50), 하우징(80) 및 피스톤(30)이 비자성체인 경우보다 요크(50)를 기준으로 하우징(80) 내에서 자기장이 균일하고 강하게 형성된다.
On the other hand, the material of the yoke 50 may be made of the same synthetic resin or ferromagnetic metal, such as iron, cobalt, nickel, alloys thereof, such as the material of the housing 80 and the piston 30. Thus, when the material of the yoke 50, the housing 80, and the piston 30 is made of metal such as iron, cobalt, nickel, or an alloy thereof, the magnetic field generated by the magnetic field applying means 60 to be described later is a magnetic force. The direction of is not only induced constantly but also the loss of magnetic force is prevented. In addition, the magnetic field is uniformly and strongly formed in the housing 80 based on the yoke 50 than when the yoke 50, the housing 80, and the piston 30 are nonmagnetic materials.

그리고, 자기장인가수단(60)은 외부로부터 전원을 제공받아 자기유변유체(40)에 자기장을 인가하여 자기유변유체(40)의 점성변화를 유도하는 구성요소로, 자기장인가수단(60)에 제공되는 전원 제어를 통해 다양한 저항력인 강성을 구현할 수 있다. 본 발명의 실시예에서의 자기장인가수단(60)은 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 요크(50) 하측면의 직경과 동일하거나 작은 직경으로 하우징(80) 내부에 위치하는데, 자기장인가수단(60)의 중심에는 요크(50)의 요크 봉 부재(52)가 삽입되는 자기장인가수단 홀(62)이 형성된다. 다시 말하면, 자기장인가수단(60)은 요크 봉 부재(52)의 외주면을 따라 요크(50)의 직경과 동일하거나 작은 정도의 직경으로 도선을 권취함으로써 형성된 코일을 사용할 수 있다. 또한, 자기장인가수단(60)의 높이는 요크 봉 부재(52)에 비례한다. 그리고, 요크 봉 부재(52)가 자기장인가수단 홀(62)을 따라 하우징(80)의 저면에 형성된 요크 봉 부재 결합 홀(84)에 결합되는 것에 따라 자기장인가수단(60)이 하우징(80) 내에서 고정된다. 따라서, 자기장인가수단(60)을 형성하는 코일의 끊어짐을 방지할 수 있다. 그리고, 요크(50) 및 자기장인가수단(60)은 피스톤(30) 저면에 형성된 피스톤 저면 홈(39)에 수용된다. 다시 말하면, 피스톤(30)이 요크(50)와 자기장인가수단(60)을 감싸면서 이동하게 되고, 저항력이 발생된다. In addition, the magnetic field applying means 60 is a component that induces a viscosity change of the magnetic rheological fluid by applying a magnetic field to the magnetic rheological fluid 40 by receiving power from the outside, and providing the magnetic field applying means 60 to the magnetic field applying means 60. By controlling the power supply, stiffness with various resistances can be realized. As shown in FIGS. 1 and 3, the magnetic field applying means 60 in the embodiment of the present invention is located inside the housing 80 with a diameter equal to or smaller than the diameter of the lower side of the yoke 50. The magnetic field applying means hole 62 into which the yoke rod member 52 of the yoke 50 is inserted is formed in the center of 60. In other words, the magnetic field applying means 60 may use a coil formed by winding the conductive wire with a diameter equal to or smaller than the diameter of the yoke 50 along the outer circumferential surface of the yoke rod member 52. In addition, the height of the magnetic field applying means 60 is proportional to the yoke rod member 52. Then, as the yoke rod member 52 is coupled to the yoke rod member coupling hole 84 formed on the bottom surface of the housing 80 along the magnetic field applying means hole 62, the magnetic field applying means 60 is connected to the housing 80. Is fixed within. Therefore, breakage of the coil forming the magnetic field applying means 60 can be prevented. The yoke 50 and the magnetic field applying means 60 are accommodated in the piston bottom groove 39 formed in the bottom surface of the piston 30. In other words, the piston 30 moves while wrapping the yoke 50 and the magnetic field applying means 60, and a resistance force is generated.

이때, 자기장의 세기는 요크(50) 하단에 권취된 도선 수 또는 자기장인가수단(60)에 제공되는 전원의 세기에 비례하여 증대된다. 이렇게 권취된 도선 수 또는 전원의 세기의 증대에 따라 자기장의 세기가 증대되면, 자기유변유체(40)는 분자간 체인 형성이 보다 강화되어 자기유변유체(40)의 점성을 증대시킨다. 이로 인해 외력에 대한 저항력인 강성이 증대되어 다양한 세기의 외력에 대한 강성을 구현할 수 있다. At this time, the strength of the magnetic field is increased in proportion to the number of conductors wound on the lower end of the yoke 50 or the intensity of the power supplied to the magnetic field applying means 60. When the strength of the magnetic field increases as the strength of the number of wires or the power source is wound up, the magnetorheological fluid 40 increases intermolecular chain formation, thereby increasing the viscosity of the magnetorheological fluid 40. As a result, stiffness, which is resistance to external force, is increased, and thus stiffness of external force of various strengths can be realized.

하지만, 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치(100)는 소형으로 제작되기 때문에 요크(50) 하단에 권취된 도선 수 및 자기장인가수단(60)에 제공되는 전원 세기의 증대에는 일정한 제한이 따른다. 즉, 권취되는 도선 수 및 전원의 세기의 증대로 인한 강한 자기장 형성으로 자기유변유체(40)의 분자간 체인을 강하게 형성하여 저항력인 강성을 증대시키는 것은 본 발명의 목적에 부합하지 않는다. However, since the external force response stiffness generating apparatus 100 according to the present invention is manufactured in a small size, there is a certain limitation in increasing the number of conductors wound on the lower side of the yoke 50 and the power strength provided to the magnetic field applying means 60. . That is, it is not in accordance with the object of the present invention to form a strong magnetic field due to the increase in the number of wires and power of the winding wound to form a strong intermolecular chain of the magnetorheological fluid 40 to increase the rigidity of the resistance.

따라서, 본 발명은 권취된 도선 수 및 제공되는 전원의 세기를 증대하지 않음으로써 소형화 및 저전력 소모를 실현하고, 이에 따른 작은 세기의 자기장에서도 다양한 모드의 저항력이 발현되도록 피스톤(30) 하단에 피스톤 저면 홈(39)을 형성하고 요크(50)가 피스톤 저면 홈(39)에 삽출하도록 구현함으로써 큰 강성을 발현할 수 있다. Accordingly, the present invention realizes miniaturization and low power consumption by not increasing the number of wound wires and the power supply provided, and accordingly, the bottom of the piston at the bottom of the piston 30 to express various modes of resistance even in a small intensity magnetic field. By forming the groove 39 and implementing the yoke 50 to be inserted into the piston bottom groove 39, great rigidity can be exhibited.

한편, 자기장인가수단(60)은 전술한 측정수단(50)을 통해 측정된 외력의 세기에 기초한 자기장의 형성을 통해 다양한 모드의 강성을 제공하기 위해 제어수단(미도시)과 연결된다. On the other hand, the magnetic field applying means 60 is connected to the control means (not shown) to provide stiffness of various modes through the formation of a magnetic field based on the strength of the external force measured by the measuring means 50 described above.

그리고, 탄성제공수단(70)은 피스톤(30)의 피스톤 편(34)과 하우징(80) 저면 사이에 구비되어, 외력에 따라 이동하는 접촉판(10)에 탄성력을 제공한다. 본 발명의 실시예에서 탄성제공수단(70)은 스프링으로 구성될 수 있다. 여기서, 스프링은 나사선 모양으로 형성되어 피스톤(30)의 피스톤 편(34) 하부에 구비된다. 이러한 탄성제공수단(70)은 피스톤(30)을 통해 접촉판(10)에 탄성력을 제공한다. 이로 인해 탄성제공수단(70)은 접촉판(10)에 가해진 외력에 따라 하부로 눌려지면서 형태가 변형되고 이로 인해 접촉판(10)에 탄성력을 제공한다.In addition, the elastic providing means 70 is provided between the piston piece 34 of the piston 30 and the bottom surface of the housing 80 to provide an elastic force to the contact plate 10 moving according to the external force. In the embodiment of the present invention, the elastic providing means 70 may be composed of a spring. Here, the spring is formed in a threaded shape is provided below the piston piece 34 of the piston (30). The elastic providing means 70 provides an elastic force to the contact plate 10 through the piston (30). As a result, the elastic providing means 70 is deformed while being pressed downward according to the external force applied to the contact plate 10, thereby providing an elastic force to the contact plate 10.

도 5는 도 3에 나타낸 외력 반응형 강성발생장치의 피스톤에서의 자력 경로를 설명하기 위한 평면도면이다. 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치의 피스톤에서의 자력 경로는 도 5에 나타낸 바와 같이, 피스톤 편(34)이 형성된 부분으로써, 유동 홈(32)으로는 자력이 집중되지 않아 유동 홈(32)에서는 자기유변유체(40)가 자력에 의해 굳어지지 않고 통과하게 된다. 따라서, 초기의 유동 저항을 크게 줄일 수 있다.
FIG. 5 is a plan view for explaining a magnetic force path in a piston of the external force reaction type stiffness generator shown in FIG. 3. As shown in FIG. 5, the magnetic force path in the piston of the external force reaction type stiffness generating device according to the present invention is a portion in which the piston piece 34 is formed, and thus the magnetic force is not concentrated in the flow groove 32. In), the magnetorheological fluid 40 passes through without being hardened by magnetic force. Thus, the initial flow resistance can be greatly reduced.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치에 외력이 작용한 경우의 작동상태도이다. 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치에 외력이 작용한 경우에서 도 6은 손가락으로 접촉판(10)을 통해 외력을 가하기 전 상태를 나타내고 있고, 도 7은 손가락으로 접촉판(10)을 통해 외력(F)이 가해진 상태를 나타내고 있다. 도 6에서와 같이 손가락으로 접촉판(10)을 누르면 피스톤(30)이 수직방향으로 이동하고, 그에 따라 도 7에서와 같이 피스톤(30)의 피스톤 저면 홈(39)의 자기유변유체(40)가 유동 홈(32)뿐 아니라, 피스톤 편(34)의 외주면을 통해서도 피스톤(30)의 상측면으로 이동하게 된다. 이때, 자기장인가수단(60)에 전류를 인가하면 도 5에서와 같이 피스톤 편(34) 외주면에 자력이 생성되고, 자기유변유체(40)의 점성변화에 따른 저항력인 강성이 실질적으로 가해지게 되어 통과하지 못하게 된다. 그에 따라, 접촉판(10) 역시 수직 방향으로 이동하지 못한다. 한편, 자기유변유체(40)의 점성에 의해 커버(20)의 하측면과 피스톤(30)의 상측면이 붙는 경우 서로 떼어내기 쉽지 않을 수 있다. 또한, 피스톤(30)의 저면과 요크(50)의 상측면 역시 서로 붙는 경우 떼어내기 쉽지 않을 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치(100)에서는 피스톤(30)의 걸림돌기(38)와, 요크(50)의 걸림돌기환(54)의 형성에 의해 커버(20)와 피스톤(30) 및 피스톤(30)과 요크(50)가 달라붙지 않으며, 스퀴즈(squeeze) 모드도 생기지 않도록 할 수 있다. 이때, 걸림돌기(38)의 직경과, 걸림돌기환(54)의 상측 두께는 실현하고자 하는 외력반응형 강성발생장치의 크기 및 범위와 실험에 따라 변경가능하지만, 하우징(80) 너비의 1/10 내지 1/30 범위의 직경과 두께로 형성됨이 바람직하다.
6 and 7 is an operating state diagram when the external force is applied to the external force response stiffness generating apparatus according to the present invention. In the case where the external force is applied to the external force response stiffness generating device according to the present invention, Figure 6 shows the state before applying the external force through the contact plate 10 with a finger, Figure 7 through the contact plate 10 with a finger The state to which the external force F was applied is shown. As shown in FIG. 6, when the contact plate 10 is pressed by a finger, the piston 30 moves in the vertical direction. Accordingly, as shown in FIG. 7, the magnetorheological fluid 40 of the piston bottom groove 39 of the piston 30 is moved. In addition to the flow grooves 32, the upper surface of the piston 30 also moves through the outer circumferential surface of the piston piece 34. At this time, when a current is applied to the magnetic field applying means 60, magnetic force is generated on the outer circumferential surface of the piston piece 34 as shown in FIG. 5, and rigidity, which is a resistance force due to the change in viscosity of the magnetorheological fluid 40, is substantially applied. Will not pass. Accordingly, the contact plate 10 also cannot move in the vertical direction. On the other hand, when the lower side of the cover 20 and the upper side of the piston 30 is stuck by the viscosity of the magnetorheological fluid 40, it may not be easy to separate. In addition, the bottom surface of the piston 30 and the upper surface of the yoke 50 may also be difficult to remove when they stick together. However, in the external force reaction type rigidity generating apparatus 100 according to the present invention, the cover 20 and the piston 30 are formed by the formation of the engaging projection 38 of the piston 30 and the engaging projection ring 54 of the yoke 50. ), The piston 30 and the yoke 50 do not stick together, and the squeeze mode may not occur. At this time, the diameter of the locking projection 38 and the upper thickness of the locking projection ring 54 can be changed depending on the size and range and experiment of the external force reaction type rigidity generating device to be realized, but 1/10 of the width of the housing 80. It is preferably formed with a diameter and a thickness in the range from 1/3 to 1/30.

도 8은 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치의 자력 경로를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치의 자력 경로는 도 8에 나타낸 바와 같이, 자기장인가수단(60)에 전류가 인가되면 요크(50)에서 요크(50)를 둘러싼 피스톤(30)의 피스톤 편(34)으로 자력이 발생되고, 피스톤 편(34)에서는 피스톤 편(34)을 둘러싼 하우징(80)으로 자력이 발생되며, 하우징(80)의 자력은 다시 요크(50)의 요크 봉 부재(52)로 흐르게 된다. 그리고, 그에 따라 요크(50)와 피스톤 편(34) 사이의 영역(영역 A)에는 전단저항력이 생성되고, 피스톤 편(34)과 하우징(80) 사이의 영역(영역 B)에서는 유동 저항력이 생성된다. 이와 같이, 영역 A와 영역 B에서 전단저항력과 유동 저항력이 발생되는 경우 사용자가 접촉판(10)을 수직한 방향으로 누르더라도 두 개의 복합적인 저항력에 의해 쉽게 눌러지지 않게 된다. 그리고, 이와 같은 자력 발생 방향을 생성하기 위하여, 자기장인가수단(60)은 하부에서 상부로 자기장이 발생되도록 권취되고, 하우징(80)과, 피스톤(30) 및 요크(50)는 모두 강자성체로 구성됨이 바람직하다. 8 is a view for explaining a magnetic path of the external force response stiffness generating apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 8, when a current is applied to the magnetic field applying means 60, the piston piece of the piston 30 surrounding the yoke 50 in the yoke 50 is applied. A magnetic force is generated by 34, and a magnetic force is generated by the housing 80 surrounding the piston piece 34 in the piston piece 34, and the magnetic force of the housing 80 is again the yoke rod member 52 of the yoke 50. Will flow). Accordingly, shear resistance is generated in the region (area A) between the yoke 50 and the piston piece 34, and flow resistance is generated in the region (area B) between the piston piece 34 and the housing 80. do. As such, when the shear resistance and the flow resistance are generated in the regions A and B, even if the user presses the contact plate 10 in the vertical direction, it is not easily pressed by the two complex resistive forces. And, in order to generate such a magnetic force generating direction, the magnetic field applying means 60 is wound so that a magnetic field is generated from the bottom to the top, the housing 80, the piston 30 and the yoke 50 are all made of a ferromagnetic material This is preferred.

여기서, 피스톤(30)의 면적을 AP라하고, 피스톤(30)의 외경을 b라 하며, 자기유변유체(40)의 점도를 μ라 하고, 피스톤(30)의 활성 Length를 La라 하며, 비활성 length를 L이라 하는 경우, 전단저항력은 수학식1로 나타낼 수 있고, 유동저항력은 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.Here, the area of the piston 30 is A P , the outer diameter of the piston 30 is b, the viscosity of the magnetorheological fluid 40 is μ, and the active length of the piston 30 is L a . When the inactive length is L, the shear resistance can be expressed by Equation 1, and the flow resistance can be expressed by Equation 2.

Figure 112010033915556-pat00001
Figure 112010033915556-pat00001

Figure 112010033915556-pat00002
Figure 112010033915556-pat00002

<햅틱제공장치의 구성 및 이를 이용한 장치><Configuration of Haptic Providing Device and Device Using the Same>

도 9는 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치가 카메라의 셔터장치로 이용된 경우를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 카메라의 셔터장치(110)로 이용하는 경우는, 카메라의 자동 초점 기능을 이용하는 것이다. 이와 같은 자동 초점 기능을 이용하는 경우 초점이 맞춰지지 않은 상태에서는 카메라의 제어부(도시하지 않음)에서 강성발생장치로 구성된 셔터장치(110)로 전원을 공급한다. 그에 따라, 셔터장치(110)의 자기장인가수단에 자기장의 세기가 증대되고, 자기유변유체의 점성이 증가함에 따라 셔터장치(110)는 눌러지지 않게 된다. 그리고, 초점이 맞춰지는 경우 카메라의 제어부에서는 셔터장치(110)로 공급되던 전원을 끊게 되면 자기장이 제거되고, 그에 따라 자기유변유체의 점성이 약해져 셔터(110)가 눌러지는 것에 따라 초점이 맞춰진 상태에서 촬영이 가능해진다. 그러므로, 안정된 사진 촬영이 가능해진다.
9 is a view for explaining a case in which the external force response stiffness generating apparatus according to the present invention is used as a shutter device of the camera. When the external force response type stiffness generating device according to the present invention is used as the shutter device 110 of the camera, the auto focus function of the camera is used. In the case where the auto focus function is not used, power is supplied from the control unit (not shown) of the camera to the shutter device 110 configured as the stiffness generating device when the focus is not achieved. Accordingly, the intensity of the magnetic field is increased to the magnetic field applying means of the shutter apparatus 110, and the shutter apparatus 110 is not pressed as the viscosity of the magnetic rheological fluid increases. In addition, when the focus is focused, the control unit of the camera cuts off the power supplied to the shutter device 110, and the magnetic field is removed. As a result, the viscosity of the magnetorheological fluid is weakened, and thus the focus is achieved as the shutter 110 is pressed. Shooting is possible. Therefore, stable picture taking becomes possible.

도 10은 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 원격 진단 장치로 이용된 경우를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 원격 진단 장치(120)로 이용된 경우는 도 10에 나타낸 바와 같이 모니터(200) 등의 디스플레이 장치를 이용한 원격진료가 가능하도록 한 것이다. 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 원격 진단 장치(120)로 이용하는 경우는, 원격에 있는 환자를 표면제시(surface display)를 활용하여 원격 진단 장치(120)로 전송되는 감도를 이용하여 환자를 진료하는 것이다. 이와 같은 경우 원거리에 있거나 병원 내원이 용이하지 않은 환자의 경우에도 표면 제시에 의해 원격에서 전송되는 데이터에 따라 원격 진단 장치(120)의 자기장인가수단에 자기장의 세기가 적절히 증대되는 것에 따라 환자의 진료가 가능해진다.
10 is a view for explaining a case in which the haptic providing apparatus using the external force response stiffness generating apparatus according to the present invention is used as a remote diagnostic device. When the haptic providing device using the external force response stiffness generating device according to the present invention is used as the remote diagnosis device 120, as shown in FIG. 10, remote medical care using a display device such as the monitor 200 is possible. . When the haptic providing device using the external force response stiffness generating device according to the present invention is used as the remote diagnosis device 120, the remote patient is transmitted to the remote diagnosis device 120 by using a surface display. Sensitivity is used to treat patients. In this case, even in the case of a patient who is remote or not easily visited by the hospital, the strength of the magnetic field is appropriately increased in the magnetic field applying means of the remote diagnosis apparatus 120 according to the data transmitted remotely by the surface presentation. Becomes possible.

도 11은 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 키보드에 이용된 경우를 설명하기 위한 도면이고, 도 12 및 도 13은 도 11에 나타낸 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 키보드에 이용된 경우의 서로 다른 저항력에 따른 클릭감을 설명하기 위한 그래프이다. 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 키보드(300)의 키버튼(130)으로 이용하는 경우는, 상황에 따라 키버튼(130)의 저항력이 다르도록 구성한다. 예를 들어, 컴퓨터나 휴대폰 등의 키보드(300)에서 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 키버튼(130)으로 채용한 경우 단순한 문자입력 등의 상황에서는 도 12에서와 같이 저항력과 눌리는 깊이가 비례하도록 컴퓨터나 휴대폰의 제어부에서 강성발생장치로 구성된 키버튼(130)으로 전류를 공급하지 않도록 한다. 그에 따라, 자기유변유체의 점성이 약해 키버튼(130)의 저항력과 눌린 깊이가 비례한다. 그러나, 단순한 문자 입력 이외의 상황, 예로써 비밀번호 입력 등과 같이 정확한 입력을 요구하는 경우에는 사용자가 키버튼(130) 입력 시 주의를 기울이거나, 집중도를 높이거나, 비밀번호 입력에 이용될 수 없는 키버튼(130)과는 다른 클릭감을 제공하도록 한다. 이때, 컴퓨터나 휴대폰의 제어부에서 자기유변유체로 구성된 키버튼(130)으로 전류를 공급하도록 한다. 그에 따라, 자기유변유체의 점성이 증대되어 저항력과 눌린 깊이가 비례하지 않는 탄성력이 발생되도록 한다. 그러므로, 사용자는 보다 주의 깊게 키버튼(130)을 조작하거나 잘못된 키버튼(130) 입력을 쉽게 인식할 수 있게 된다.
11 is a view illustrating a case where a haptic providing apparatus using an external force response stiffness generating apparatus according to the present invention is used in a keyboard, and FIGS. 12 and 13 are haptic using the external force response stiffness generating apparatus shown in FIG. It is a graph for explaining the click feeling according to the different resistance when the providing device is used in the keyboard. When the haptic providing device using the external force response stiffness generating device according to the present invention is used as the key button 130 of the keyboard 300, the resistance of the key button 130 is different according to the situation. For example, when the external force response stiffness generating device according to the present invention is adopted as the key button 130 in the keyboard 300 of a computer or a mobile phone, in a situation such as simple character input, the resistance and the depth to be pressed as shown in FIG. Do not supply the current to the key button 130 composed of the stiffness generating unit in the control unit of the computer or the mobile phone so as to be proportional to. Accordingly, the viscosity of the magnetorheological fluid is weak so that the resistance of the key button 130 and the depth pressed down are proportional to each other. However, if a situation other than simple character input, for example, input of a password is required, the user can pay attention to the input of the key button 130, increase the concentration, or cannot be used for password input. To provide a click feeling different from 130. At this time, the control unit of the computer or the mobile phone to supply the current to the key button 130 composed of a rheological fluid. Accordingly, the viscosity of the magnetorheological fluid is increased so that an elastic force in which the resistance and the pressed depth are not proportional to each other is generated. Therefore, the user can operate the key button 130 more carefully or recognize the wrong key button 130 input more easily.

도 14는 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 조이스틱의 버튼 장치로 이용된 경우를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 조이스틱(400)의 버튼 장치로 이용된 경우는 도 14에 나타낸 바와 같이, 4개의 버튼으로 구성된 조이스틱 버튼 장치(140)에서 4개의 버튼 각각에 대하여 서로 다른 클릭감을 나타내도록 한다. 이러한 조이스틱 버튼 장치(140)는 전용 게임기나 컴퓨터에 연결되어 게임 캐릭터의 각종 동작을 수행하도록 한다. 이와 같은 동작은 예를 들어 슈팅게임의 경우에는 총알발사, 폭탄발사 및 광선발사 등이 있을 수 있고, 액션 게임의 경우에는 주먹사용, 발사용, 점프 등이 있을 수 있다. 14 is a view for explaining a case in which the haptic providing apparatus using the external force response stiffness generating apparatus according to the present invention is used as a button device of the joystick. When the haptic providing device using the external force response stiffness generating device according to the present invention is used as a button device of the joystick 400, as shown in FIG. 14, four buttons in the joystick button device 140 composed of four buttons are provided. Try to show different click feelings for each. The joystick button device 140 is connected to a dedicated game machine or a computer to perform various operations of the game character. Such an operation may include, for example, a bullet shot, a bomb shot, a ray shot, and the like in a shooting game, and a fist, a shot, a jump, and the like in an action game.

전용 게임기나 컴퓨터 프로그램에서는 해당 동작 수행 시 조이스틱 버튼 장치(140)의 4개의 버튼 각각에서 서로 다른 클릭감을 나타내도록 하는 경우 게임의 재미를 향상함은 물론 잘못된 동작을 수행할 가능성 역시 낮아져 사용자는 게임에 보다 집중할 수 있게 된다. 이를 위하여 전용 게임기나 컴퓨터의 제어부에서는 4개의 버튼 각각을 구성하는 강성발생장치의 자기유변유체로 서로 다른 세기의 자기장이 발생하도록 하여 서로 다른 클릭감을 제공할 수 있다.
In a dedicated game machine or computer program, when each of the four buttons of the joystick button device 140 displays a different click feeling when the corresponding operation is performed, the user may not only improve the fun of the game but also lower the possibility of performing an incorrect operation. You can concentrate more. To this end, the control unit of a dedicated game machine or computer can provide different click feelings by generating magnetic fields of different intensities with the magnetorheological fluid of the stiffness generating device constituting the four buttons.

도 15는 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 휴대폰의 디스플레이장치에 이용된 경우의 사시도이다. 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 휴대폰의 디스플레이장치에 이용된 경우는 전술한 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치(100)를 통전 가능한 배선이 프린팅된 회로 기판(510) 등에 복수 개로 배열 장착한 후 제어수단(미도시) 등과 연결함으로써 형성될 수 있다. 이때, 제어수단은 복수 개의 외력 반응형 강성발생장치(100)를 회로 기판(510)에서 각각 독립적으로 제어할 수 있도록 실현하는 것이 바람직하다. 이를 통해 햅틱제공장치(150)는 사용자가 누르는 외력에 대응한 다양한 모드의 햅틱 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다.15 is a perspective view of a case where a haptic providing device using an external force response stiffness generating device according to the present invention is used in a display device of a mobile phone. When the haptic providing device using the external force response stiffness generating device according to the present invention is used in the display device of a mobile phone, a circuit board on which the wire capable of energizing the external force response stiffness generating device 100 using the magnetorheological fluid described above is printed. 510 may be formed by attaching the plurality in an array and connecting the control means (not shown). In this case, it is preferable that the control means realize a plurality of external force reactive stiffness generating devices 100 to be independently controlled by the circuit board 510. Through this, the haptic providing apparatus 150 may provide the user with haptic feedback in various modes corresponding to the external force pressed by the user.

이러한 햅틱제공장치(150)는 사용자와의 접촉을 통해 사용자에게 햅틱 피드백의 제공이 가능한 컴퓨터 주변기기와 휴대폰, PDA단말기, 내비게이션과 같은 휴대단말기 등의 디스플레이장치에 활용될 수 있다. The haptic providing apparatus 150 may be used in display devices such as computer peripherals and mobile phones, PDA terminals, and mobile terminals such as navigation, which can provide haptic feedback to the user through contact with the user.

본 발명에 따른 디스플레이장치가 휴대폰(500)에 이용되는 경우, 디스플레이장치는 대략 터치스크린(520) 및 복수 개의 강성발생장치(100)로 이루어진다. 이때, 복수개의 강성발생장치(100)는 터치스크린(520) 하부에 위치한다. 여기서, 터치스크린(520)은 영상 표시장치인 디스플레이 패널 상부에 투명한 터치패드를 구비한 장치를 말한다.When the display device according to the present invention is used in the mobile phone 500, the display device is composed of a touch screen 520 and a plurality of stiffness generating device 100. In this case, the plurality of stiffness generating devices 100 are located under the touch screen 520. Here, the touch screen 520 refers to a device having a transparent touch pad on the display panel which is an image display device.

이렇게 구비된 디스플레이장치는 터치스크린(520) 하부에 위치한 강성발생장치(510) 및 제어수단(미도시)을 통해 사용자가 누르는 외력에 대응한 햅틱 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다.
The display device provided as described above may provide the user with haptic feedback corresponding to an external force pressed by the user through the stiffness generating device 510 and a control means (not shown) located under the touch screen 520.

도 16은 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 초소형 이동체에 적용된 상태를 설명하기 위한 사시도이다. 본 발명에 따른 외력 반응형 강성발생장치를 이용한 햅틱제공장치가 초소형 이동체에 적용된 상태는 본 발명에 따른 강성발생장치(100)가 소형으로 제작될 수 있어 초소형 이동체(600)의 댐퍼(160)로 사용될 수 있다. 여기서 초소형 이동체(600)란 마이크로 로봇, 초소형 RC(Radio Control)차량, 비행체 등을 말한다. FIG. 16 is a perspective view illustrating a state in which a haptic providing device using an external force response stiffness generating device according to the present invention is applied to an ultra-small moving object. The state in which the haptic providing device using the external force response stiffness generating device according to the present invention is applied to the ultra-small moving object is a stiffness generating device 100 according to the present invention can be manufactured in a small size as a damper 160 of the micro moving object 600. Can be used. Here, the micro mobile unit 600 refers to a micro robot, a micro RC vehicle, a vehicle, and the like.

이렇게 초소형 이동체(600)의 구동부(예:바퀴)에 가해지는 충격을 완화하기 위해 댐퍼(160)로 사용된 강성발생장치는 제어수단(미도시)을 통해 외부 충격에 대응한 다양한 강성을 구현할 수 있다.
The stiffness generator used as the damper 160 to alleviate the shock applied to the driving unit (for example, the wheel) of the ultra-compact moving object 600 can implement various stiffness corresponding to the external shock through the control means (not shown). have.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 권리범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해지며, 특허청구범위의 의미 및 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
As described above, those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meanings and equivalent concepts of the claims should be construed as being included in the scope of the present invention.

10 : 접촉판 12 : 돌출홈
20 : 커버 22 : 커버 관통 홀
30 : 피스톤 32 : 유동 홈
34 : 피스톤 편 36 : 연결봉 부재
38 : 걸림돌기 39 : 피스톤 저면 홈
40 : 자기유변유체 50 : 요크
52 : 요크 봉 부재 54 : 걸림돌기환
60 : 자기장인가수단 62 : 자기장인가수단 홀
70 : 탄성제공수단 80 : 하우징
82 : 하우징 홈 84 : 요크 봉 부재 결합 홀
100 : 외력 반응형 강성발생장치 110 : 셔터
120 : 원격진단장치 130 : 키버튼
140 : 조이스틱 버튼 150 : 햅틱제공장치
160 : 댐퍼 200 : 모니터
300 : 키보드 400 : 조이스틱
500 : 휴대폰 510 : 회로기판
520 : 터치스크린 600 : 초소형 이동체10: contact plate 12: protrusion groove
20: cover 22: cover through hole
30: piston 32: flow groove
34: piston piece 36: connecting rod member
38: engaging projection 39: piston bottom groove
40: magnetorheological fluid 50: yoke
52: yoke rod member 54: hook projection ring
60: magnetic field applying means 62: magnetic field applying means hall
70: elastic provision means 80: housing
82: housing groove 84: yoke rod member coupling hole
100: external force response type rigidity generating device 110: shutter
120: remote diagnosis device 130: key button
140: joystick button 150: haptic providing device
160: damper 200: monitor
300: keyboard 400: joystick
500: mobile phone 510: circuit board
520: touch screen 600: ultra-compact mobile

Claims (12)

상부가 개방된 통 형상으로 형성되고, 결합홀이 형성되며, 자기유변유체를 수용하는 하우징;
상기 하우징 상부에 구비되어 외력이 작용하는 접촉판;
연결봉 부재를 통해 상기 접촉판과 연결되어 상기 하우징 내에서 일방향으로 왕복하도록 수용되고 하단에 저면 홈이 형성된 피스톤;
상기 접촉판과 상기 피스톤 사이에 배치되어 상기 하우징의 개방된 상부를 덮는 커버;
상기 피스톤 저면 홈 하부에 배치되며, 하측면에 하우징의 결합홀에 결합되는 요크 봉 부재가 형성된 요크;
상기 요크 봉 부재 외주면의 상기 요크 하부에 설치되어 상기 자기유변유체에 자기장을 인가하는 자기장인가수단; 및
상기 요크와 상기 자기장인가수단을 내주면에 수용하며, 상기 접촉판으로부터의 외력의 세기에 기초하여 상기 접촉판에 탄성력을 제공하도록 상기 피스톤 하측면에 위치되는 탄성제공수단;을 포함하여
상기 자기유변유체의 점성을 상기 자기장의 조절을 통해 변화시킴으로써 상기 외력에 대한 저항력인 강성을 발생하는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치.
A housing having an upper cylindrical shape, a coupling hole formed therein, and accommodating a magnetorheological fluid;
A contact plate provided on the housing and having an external force applied thereto;
A piston connected to the contact plate through a connecting rod member to be reciprocated in one direction in the housing and having a bottom groove formed at a bottom thereof;
A cover disposed between the contact plate and the piston to cover an open top of the housing;
A yoke disposed under the piston bottom groove and having a yoke rod member coupled to a coupling hole of a housing at a lower side thereof;
Magnetic field applying means installed at a lower portion of the yoke on an outer circumferential surface of the yoke rod member to apply a magnetic field to the magnetorheological fluid; And
An elastic providing means for receiving the yoke and the magnetic field applying means on an inner circumferential surface and positioned under the piston to provide an elastic force to the contact plate based on the strength of the external force from the contact plate;
External force response stiffness generating device using a magnetorheological fluid, characterized in that the stiffness that is the resistance to the external force is generated by changing the viscosity of the magnetorheological fluid through control of the magnetic field.
제 1 항에 있어서,
상기 자기장인가수단은 상기 요크의 요크 봉 부재에 의해 상기 하우징에 고정됨을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치.
The method of claim 1,
The magnetic field applying means is an external force reaction type rigidity generating device using a magnetorheological fluid, characterized in that fixed to the housing by the yoke rod member of the yoke.
제 1 항에 있어서,
상기 피스톤은 일방향으로 왕복 시 상기 피스톤 저면 홈이 상기 자기장인가수단을 감싸면서 왕복하는 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치.
The method of claim 1,
The piston is an external force response type rigidity generating device using a magnetorheological fluid, characterized in that the piston bottom groove reciprocates while surrounding the magnetic field applying means when reciprocating in one direction.
제 1 항에 있어서,
상기 커버는 상기 접촉판과 상기 피스톤을 연결하며, 상기 자기유변유체가 흘러나오는 것을 방지하기 위한 슬라이딩 공차를 갖는 관통 홀이 더 구성된 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치.
The method of claim 1,
The cover is connected to the contact plate and the piston, the external force reaction type rigidity generating device using a magnetorheological fluid, characterized in that the through hole having a sliding tolerance for preventing the magnetorheological fluid from flowing out.
제 1 항에 있어서,
상기 피스톤은 상기 왕복 방향으로 다수의 유동홈과 다수의 피스톤 편이 교번되게 형성됨을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치.
The method of claim 1,
The piston is an external force reaction type rigidity generating device using a magnetorheological fluid, characterized in that the plurality of flow grooves and the plurality of piston pieces are alternately formed in the reciprocating direction.
청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 6 was abandoned when the registration fee was paid. 제 1 항에 있어서,
상기 피스톤의 상기 연결봉 부재는 상기 하우징 직경의 1/15 내지 1/25로 구성됨을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치.
The method of claim 1,
The connecting rod member of the piston is an external force response type rigidity generating device using a magnetorheological fluid, characterized in that consisting of 1/15 to 1/25 of the housing diameter.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징, 상기 피스톤 및 상기 요크의 재질은 강자성체인 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치.
The method of claim 1,
The housing, the piston and the yoke of the material is an external force reaction type rigidity generating device using a magnetorheological fluid, characterized in that the ferromagnetic material.
제 1 항에 있어서,
상기 피스톤의 상측면에는 상기 자기유변유체의 점성에 의해 상기 커버의 하측면과 상기 피스톤의 상측면이 붙지 않도록 걸림돌기가 형성되고,
상기 요크의 상측면에는 상기 피스톤의 저면과 상기 요크의 상측면이 붙지 않도록 걸림돌기환이 형성된 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치.
The method of claim 1,
The upper side of the piston is formed with a locking projection so that the lower side of the cover and the upper side of the piston is not stuck by the viscosity of the magnetorheological fluid,
An external force reactive stiffness generator using a magnetorheological fluid, characterized in that a locking projection ring is formed on the upper side of the yoke so that the bottom of the piston and the upper side of the yoke do not stick.
청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 9 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 외력 반응형 강성발생장치를 외부에서 가해지는 충격에 대응한 강성을 발현하는 댐퍼로 이용한 것을 특징으로 하는 자기유변유체를 이용한 외력 반응형 강성발생장치.
The method according to any one of claims 1 to 8,
An external force reactive stiffness generator using a magnetorheological fluid, wherein the external force reactive stiffness generator is used as a damper expressing rigidity corresponding to an external shock.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 외력 반응형 강성발생장치를 복수 개로 배열하고, 상기 복수 개로 배열된 상기 외력 반응형 강성발생장치의 자기장인가수단에 제공되는 전원을 제어하기 위해 제어수단을 포함하여 사용자가 누르는 외력에 대응한 햅틱 피드백을 상기 사용자에게 제공하는 것을 특징으로 하는 햅틱제공장치.
A plurality of external force response stiffness generating apparatuses according to any one of claims 1 to 8 are arranged, and control is performed to control a power supply provided to the magnetic field applying means of the plural arrangements of the external force response stiffness generating apparatus. And a means for providing the user with haptic feedback corresponding to an external force pressed by the user.
청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 11 was abandoned upon payment of a setup registration fee. 제 10 항에 있어서,
상기 햅틱제공장치가 터치패드 하부에 구비되어 사용자가 누르는 외력에 대응한 햅틱 피드백을 상기 사용자에게 제공하는 사용자입력장치로 구현됨을 특징으로 하는 햅틱제공장치.
11. The method of claim 10,
And a haptic providing device provided under the touch pad to provide the user with haptic feedback corresponding to an external force pressed by the user.
청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 12 is abandoned in setting registration fee. 제 10 항에 있어서,
상기 햅틱제공장치가 터치스크린 하부에 구비되어 사용자가 누르는 외력에 대응한 햅틱 피드백을 상기 사용자에게 디스플레이장치로 구현됨을 특징으로 하는 햅틱제공장치.11. The method of claim 10,
The haptic providing device is characterized in that the haptic providing device is provided in the lower portion of the touch screen is implemented as a display device to the user haptic feedback corresponding to the external force pressed by the user.
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